近日，《自然·通訊》和《科學·進展》報道了北京大學物理學院馬仁敏研究員與其合作者對等離激元納米激光器的相關研究，稱等離激元納米激光器讓激光器的微型化成為可能。
研究發(fā)現(xiàn)，納米激光器和傳統(tǒng)激光器有著本質的區(qū)別，等離激元納米激光器其輻射場可以全部為金屬中自由電子振蕩形成的表面等離激元形式。然而在傳統(tǒng)的光學激光器中，增益介質是通過受激輻射放大光子，因而激光器尺寸受光學衍射極限限制，每個維度最小的尺度均要大于半個波長，難以實現(xiàn)微型化。事實上，在納米激光器研究中，由于利用等離激元效應所帶來的電磁場空間局域化必然伴隨著金屬吸收損耗。因此，存在納米激光器相比傳統(tǒng)激光器可否具有性能優(yōu)勢這一問題爭論。
圖1 傳統(tǒng)激光器（左）和納米激光器（右）基本原理示意圖
來源：北京大學新聞中心
此次，北京大學物理學院馬仁敏研究員與其合作者通過理論分析和系統(tǒng)實驗證明了等離激元納米激光器可以比傳統(tǒng)激光器體積更小、速度更快，并具有更低的閾值和功耗，并且這一閾值為可商業(yè)化激光器的激光閾值水平，該研究驗證了納米激光器的發(fā)光本質原理，并且此次研究將為對納米激光器進行進一步操控和應用奠定堅實的基礎。
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